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基于非线性弹性地基梁的地下矿山充填开采覆岩移动规律研究: 2024年; 为了研究地下金属矿充填开采覆岩移动规律,以盘龙铅锌矿采场作为研究对象,建立非线性弹性地基梁力学模型,开展了不同采场结构参数、顶板厚度、原岩应力及充填体配比对于覆岩移动的影响研究。研究发现5个因素对于覆岩移动的影响从强到弱依次为充填体配比、采场结构参数、顶板厚度、原岩应力,提高充填体配比是控制覆岩位移的关键。通过采用Flac3D数值模拟方法计算不同充填体配比下覆岩移动值,将数值模拟分析结果与力学理论计算结果进行对比,二者差异率在3%~9%之间,从而验证了力学模型计算结果的可靠性。基于研究结果,提出地下矿山充填开采覆岩沉降控制技术,并将其应用于工业试验。研究成果可为类似矿山进行岩层控制提供借鉴。; 何祥锐邱贤阳史秀志李小元支伟刘军王远来; 关键词：充填开采覆岩移动规律

含水溶洞对采煤工作面覆岩移动的影响规律: 2024年; 含水溶洞的存在使得煤层覆岩移动规律具有特殊性。为了研究含水溶洞对煤层覆岩移动的影响,以贵州松南煤矿作为工程背景,利用FLAC 3D进行数值模拟研究,对比分析溶洞有无含水作用下煤层覆岩移动规律。研究发现:随着采煤工作面的推进,含水溶洞围岩裂隙和煤层顶板裂隙不断扩展,当工作面推进至与溶洞水平距离小于10 m时,溶洞围岩裂隙和顶板裂隙贯通,形成导水裂隙;含水溶洞煤层开采情况下,溶洞围岩变形下沉量相较于无水情况增加了37.24%,随着推进距离的增加,溶洞靠近采空区侧底角出现明显的下沉现象,溶洞右帮出现向内挤压现象,溶洞围岩和煤层顶板应力集中区和破坏区逐渐贯通;相比于无水情况,覆岩运移在含水条件下得到加强,其中最大曲率增大了0.88 mm/m^(2)、最大水平变形增大了1.81 mm/m。建议该矿采煤工作面与溶洞水平距离需大于10 m。; 张智超姜志忠吴桂义刘榆莫加斌; 关键词：覆岩移动数值模拟流固耦合裂隙演化

隔水关键层下不同开采尺寸对覆岩移动规律的影响研究: 2024年; 导水裂隙带的高度是煤矿在“三下”开采时最关注的因素之一,为了探究隔水关键层下同开采尺寸与导水裂隙带发育高度之间的联系,以邵寨矿作为研究对象,通过变形分析法确定工作面上覆导水裂隙带发育的影响因素,采用数值模拟软件对邵寨煤矿2号煤层开采时不同长度下工作面回采后的覆岩垮落形态进行模拟。研究结果表明,2号煤层上覆厚65 m及112 m的隔水关键层为该煤层的导水裂隙带发育的抑制层,其都由中间一层较坚硬岩层作骨架,上下覆盖各一层软弱岩层而组成。导水裂隙带发育至抑制层时,抑制层抑制了导水裂隙带的纵向扩展,转而倾向于横向扩展,同时增加覆岩的垮落角,当垮落岩体范围超过抑制层的极限跨距时导水裂隙带便会倾向于向上发育扩展;不同切眼长度的工作面其覆岩的跨落仅发生在工作面开采空间范围内,对两侧60 m范围内的覆岩无明显影响;影响整体覆岩运移规律的因素主要为工作面的推进,而当工作面切眼长度小于180 m时,上覆岩层移动主要表现在延安组的垮落,而当切眼长度增加至220 m时,安定组岩层开始随工作面推进加速下沉,但并未完全垮落,切眼长度增加至300 m时,安定组及洛河组在工作面后方120 m处就已经完全垮落。研究结果可以指导矿井在保护隔水层的条件下,合理的设计工作面切眼长度,对于矿井水害防治有一定借鉴作用。; 刘英锋; 关键词：导水裂隙带隔水关键层数值模拟

芦子沟煤矿覆岩移动变形与裂隙演化规律研究: 2024年; 为探究芦子沟煤矿11203回采工作面顶板淋水问题,采用数值模拟方法与相似模拟实验方法对覆岩变形与裂隙演化规律进行探究。依托数值模拟方法理论分析了采场覆岩应力分区特征与采场覆岩移动变形规律,基于组合梁理论分析了顶板裂隙演化规律,利用相似模拟实验方法透明化分析了覆岩裂隙带的破坏特征以及下沉规律。结果表明:采场覆岩垂直应力分布主要影响煤柱区域的支撑压力,对煤柱的破坏状态具有直接影响,水平应力在垂直方向可划分为3个应力带。岩层的下沉主要以拉伸作用为主,而两侧的岩梁则由于切应力作用表现为剪切错动裂隙。隔水层位于破裂带与峰前损伤带高度范围内,渗透地表水的能力有限,矿井涌水量会逐渐趋于稳定。提高工作面与采空区的排水能力,可为矿井的生产安全提供保障。; 王谦; 关键词：覆岩变形数值模拟矿井防治水

条带膏体充填开采覆岩移动规律研究——以高河能源为例: 2024年; 为解决高河能源“三下”压煤开采问题,高河能源采用条带膏体充填回收边角煤资源。在系统阐述条带膏体充填的方案设计、巷道布置以及充填开采方法的基础上,给出了最优条带布置开采充填方案,并提出“掘顶—拉低—隔离—充填”的条带充填开采过程;基于E1312条带充填面布置条件构建FLAC3D数值模拟模型,分别对无充填开采与条带膏体充填开采过程进行模拟研究。结果表明:无填充开挖完成后覆岩下沉最大区域出现在开挖区域中部,表现出由中间向两侧呈拱形扩散的特征;条带膏体充填开采覆岩最大下沉值降低了57.97%,覆岩下沉形态为拱脚落在充填体上的连续拱形,覆岩裂隙带发育近似呈现“梯形”特征,能够有效控制煤层开采过程中的覆岩破坏移动。经分析研究表明,该技术可有效控制工作面开采过程中及采后覆岩运移破断,提高煤炭资源回收率,可为高河能源“三下”压煤资源开采与环境保护协调发展提供借鉴。; 宋虎森武少鹏; 关键词：数值模拟

部分充填开采工作面覆岩移动规律研究被引量：1: 2023年; 为研究部分充填采煤技术覆岩移动规律,采用弹性地基梁理论建立顶板挠度微分方程,明确充填体弹性地基系数及直接顶弹性模量与顶板下沉的关系,并建立Phase2D有限元数值模型,研究部分充填条件下充填体刚度和充填步距对覆岩稳定性的影响规律。结果表明:充填区直接顶最终下沉量随充填体弹性地基系数增大而减小;随着顶板弹性模量增大,工作面范围内直接顶下沉量逐渐减小,而充填区直接顶下沉量变化不大;随着充填体刚度和充填步距增大,工作面前方塑性区、工作区域直接顶下沉量、工作面上方覆岩垂直位移都随之减小,且在充填步距对覆岩稳定性的影响因素中,高宽比相对于及时支护更为显著。; 冀宇鑫李鹤鹤宋高峰; 关键词：顶板下沉覆岩移动规律

南山煤矿大倾角煤层群开采覆岩移动破坏规律: 2023年; 为了掌握南山煤矿大倾角煤层群开采时基本顶破断规律、下部煤层开采覆岩移动破坏规律及其对上覆煤层的影响,理论计算了基本顶破断步距,采用理论计算、数值模拟和相似模拟实验研究了下部B4煤层开采覆岩破坏规律及其对上覆B8煤层的影响。研究表明,将弹性双向板简化为固支梁和悬臂梁计算B4工作面基本顶初次断裂步距为46.4 m,周期破断步距为18.9 m,与相似模拟实验结果相近;B4煤层覆岩破坏范围受倾角影响呈现不对称特性,工作面上端部覆岩破坏高度明显大于下端部;B4煤层开采会影响B8煤层,但影响程度不同,在最小层间距时影响最大,此时B8煤层工作面上端部区域会处于B4煤层覆岩裂隙带上部;B4煤层回采时采场来压强度属于明显—强烈,动载系数为1.28~1.53。; 王正帅; 关键词：覆岩移动规律动载系数

顶板岩性对煤炭地下气化覆岩移动规律的影响: 2023年; 为了研究顶板岩性对煤炭地下气化过程中覆岩移动规律的影响,运用大型有限元软件,采用热固耦合数学模型,在前人对岩石热力学物理参数研究的基础上,对煤炭地下气化的整个过程进行了数值模拟,得出了煤炭地下气化后围岩温度场和塑性区分布图、燃空区顶板及工作面前方顶板垂直位移图。结果表明:直接顶岩性不同对基本顶稳定有很大影响,直接顶岩层越硬,基本顶越稳定,随着直接顶岩性硬度的增强,顶板岩层的位移呈现一阶指数衰减函数变化规律;顶板岩层燃空区的位移呈盆状,相对中线对称分布且随着工作面推进顶板位移量呈指数增大。; 郑慧慧李慧朱增武; 关键词：煤炭地下气化顶板岩性覆岩

近距离煤层上行开采围岩应力分布及覆岩移动规律: 2023年; 为了研究近距离煤层群上行开采对工作面围岩应力分布规律及覆岩破坏演化特征的影响,采用PHASE 2D有限元软件建立数值模型,分析了近距离煤层群上行开采过程中工作面煤壁塑性区发展规律、覆岩垂直位移、工作面前方支承应力分布规律。数值模拟结果显示,工作面煤壁塑性区呈现上部宽、下部窄的特征,随着工作面不断推进,煤壁塑性区宽度也随之增大,其中下层煤和上层煤工作面煤壁塑性区最大宽度分别为4.23 m、2.85 m;下层煤和上层煤覆岩最大竖向位移都发生在模型中部,最大竖向位移分别为28 mm、62 mm;支承压力呈现出先增大再减小、最后趋于稳定的发展趋势,支承压力系数峰值为1.59。研究结果表明,在上行开采实践中,当下层煤完成开采后,上层煤的围岩塑性区和位移均有所增大,覆岩稳定性降低。; 黄鹏昝明惠宋高峰; 关键词：近距离煤层支承应力塑性区覆岩移动规律

煤基固废充填开采覆岩移动规律及渗透性研究: 煤炭开发引发了一系列矿区生态环境破坏及地质灾害问题,其中矸石等煤基固废排放和覆岩移动控制是煤炭开采面临的共性问题,严重制约着我国绿色矿山建设和绿色化开采。而煤基固废充填开采在岩层失稳防控、矸石等固废处置等方面具有显著优势...; 彭毅凡; 关键词：充填开采充填材料覆岩移动

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